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        抽油機井變頻控制技術(shù)節(jié)能效果評價

        2016-02-05 09:09:20譚智羅樹國曹鼎洪劉洪軍侯志欣謝芳大慶油田有限責任公司第七采油廠
        石油石化節(jié)能 2016年8期
        關(guān)鍵詞:抽油機控制技術(shù)效果

        譚智 羅樹國 曹鼎洪 劉洪軍 侯志欣 謝芳 (大慶油田有限責任公司第七采油廠)

        抽油機井變頻控制技術(shù)節(jié)能效果評價

        譚智 羅樹國 曹鼎洪 劉洪軍 侯志欣 謝芳 (大慶油田有限責任公司第七采油廠)

        抽油機井變頻控制技術(shù)能夠通過優(yōu)化調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速,降低電動機的輸出功率峰值和波動范圍,使電動機的運行軌跡和抽油機的運行狀態(tài)更加合理。最終該技術(shù)能夠達到降低抽油機井舉升能耗,改善深井泵工作狀態(tài),提高抽油機井系統(tǒng)效率的目的。結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對該技術(shù)進行效果分析,為變頻控制技術(shù)在油田上的進一步推廣提供參考。

        抽油機井;變頻;控制;技術(shù)

        1 技術(shù)特點

        隨著變頻控制技術(shù)的迅速發(fā)展[1],抽油機的運行狀態(tài)得到了較好的改善。變頻控制技術(shù)是集信息、自控、計算機、調(diào)速、傳感器等技術(shù)為一體的電動機控制技術(shù),該技術(shù)主要是通過監(jiān)測電動機的負載變化規(guī)律,對電動機的運行過程實現(xiàn)模糊控制,使電動機始終保持最佳狀態(tài)下運行,有效地降低電動機的功率損耗,解決抽油機的載荷過低問題。抽油機井變頻控制技術(shù)具有以下特點:

        1)具有軟啟動功能,可以使電動機的輸入電流、輸出扭矩和輸出功率均從零平滑上升至正常運行狀態(tài),消減啟動峰值。

        2)通過降低高扭矩區(qū)的電動機轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)降低電動機峰值功率的目的。

        3)當電動機輸出軸的轉(zhuǎn)速高于電動機磁場轉(zhuǎn)速時,電動機存在負發(fā)電現(xiàn)象,該裝置此時通過提高電動機轉(zhuǎn)速,使電動機磁場轉(zhuǎn)速大于或等于電動機輸出軸的轉(zhuǎn)速,消除電動機負發(fā)電的問題。

        4)通過參數(shù)設(shè)定,縮短光桿在上死點和下死點的停留時間,從而縮短閥球的停滯時間,減少泵漏失量。

        5)考慮電動機的使用壽命,將沖速的調(diào)整范圍設(shè)定為20%~120%,在此范圍內(nèi),可以對沖速進行手動或自動的無級調(diào)整。

        2 應(yīng)用效果

        在葡萄花油田1#井上試驗抽油機井變頻控制技術(shù),試驗后,該井沖速由4.4 min-1降到3.6 min-1,產(chǎn)液量穩(wěn)定,沉沒度由88.4 m上升到129.1 m,系統(tǒng)效率由6.3%提高到8.2%(表1)。

        表1 生產(chǎn)參數(shù)測試效果對比

        2.1電參數(shù)測試

        使用CDY-1A型測電參數(shù)測試儀測試,該井安裝功率隨動數(shù)控裝置后,日節(jié)電17.9 kWh,有功節(jié)電率達到27.1%,綜合節(jié)電率達到34.2%;使用日制3166型電參數(shù)測試儀對該井測試2次,日節(jié)電分別為23.8 kWh和19.4 kWh,有功節(jié)電率分別為38.2%和31.3%,綜合節(jié)電率分別為38.4%和31.6%(表2)。

        2.2工況測試

        在試驗井上使用俄羅斯DK500型次聲波回聲儀對安裝前后的功圖變化情況進行了測試。從測試結(jié)果看,功圖充滿度提高,功況趨于合理(圖1)。

        通過以上測試數(shù)據(jù)可以看出,應(yīng)用抽油機井變頻控制技術(shù)后,可以在保證產(chǎn)液量不降的前提下,動態(tài)調(diào)整沖速,提高泵的充滿程度并減少漏失量,進而改善功況運行狀態(tài),同時降低舉升能耗,提高系統(tǒng)效率。

        隨著試驗的深入,現(xiàn)場又抽取7口井進行效果跟蹤對比(表3),平均單井噸液百米耗電由20.07 kWh下降到16.66 kWh,節(jié)電率達到16.99%。從跟蹤效果看,無功功率下降較為明顯,功率因數(shù)均達到了0.8以上,同時負功功率由0.214 kW降為0 kW,有效地消除了負功對電動機的影響。

        圖1 試驗前后功圖測試效果對比

        3 結(jié)論及認識

        抽油機井變頻控制技術(shù)是在抽油機運行的全過程中,通過對電動機轉(zhuǎn)速的動態(tài)調(diào)控,使電動機實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速高功率、高轉(zhuǎn)速低功率運行目的,從而有效降低電動機輸出功率的峰值和波動范圍,最終達到最大限度地降低抽油機井舉升能耗的目的。從現(xiàn)場應(yīng)用情況看,抽油機井變頻控制技術(shù)可以在保證產(chǎn)液量不降的前提下,根據(jù)油井功況變化,動態(tài)調(diào)整抽汲頻率,改善電動機運行狀態(tài),實現(xiàn)單井產(chǎn)量和能耗的最佳匹配。

        [1]孫曉麗.功率隨動數(shù)控拖動裝置的應(yīng)用效果分析[J].石油石化節(jié)能,2012(11):15-18.

        (編輯 李珊梅)

        表2 電參數(shù)測試效果對比

        表3 測試井效果對比

        book=24,ebook=27

        10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.008

        2016-03-15

        譚智,工程師,2006年畢業(yè)于大慶石油學院(油氣儲運工程專業(yè)),從事油田綜合管理等工作,E-mail:tanzhi@petrochina.com. cn,地址:黑龍江省大慶市大同區(qū)第七采油廠油田管理部,163517。

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